книги из ГПНТБ / Есипенко, Я. И. Муфты повышенной точности ограничения нагрузки

Анализируя выражение (242), замечаем, что при а 2 > ctt основная часть крутящего момента определяется величиной первого слагаемого правой части этого выражения.

В процессе износа поверхностей трения фрикционных дисков будут изменяться оба слагаемые, но для стабили­ зации величины передаваемого муфтой крутящего момента достаточно исключить влияние износа на большее из них, т. е. выполнить условие

l'tl2 tg ®2^2

А р - == const.

2

При износе поверхностей трения фрикционных дисков зазор s уменьшается, поэтому упругий момент муфты при различном зазоре s и постоянном угле а 2 будет различным.

Для того, чтобы величина s не влияла на величину упругого момента, необходимо добиться, чтобы значение окружного усилия Рг не зависело от относительного положе­ ния подшипника 3 и поверхности кулачков шайбы 4.

В соответствии с рис. 59

- г г = “i r = tg (90° ~ а *); Гп2 =

где ^ и я — соответственно жесткость и деформация пру­ жины 13.

Подставляя значение Тп2, получаем

150

d n — диаметр подшипника 3.

По уравнению (243 ) можно построить кривую, которой должен соответствовать профиль кулачка шайбы 4 для того, чтобы усилие Р2 было величиной постоянной.

Формула, по которой определяем передаваемый муфтой момент, выводится аналогично равенству (234) и имеет вид

где T„i — суммарное усилие пружин 10; Тпг — суммарное усилие пружин 13; ар— расчетный, обычно максимальный, угол наклона профиля кулачков шайбы 4.

При износе каждой поверхности трения фрикционных дисков на величину 6 длина пружины 13 восстанавливается на величину 2 Ы — 6,. Следовательно, усилие Тл\ пружин 13

151

Зазор s также уменьшается на величину б;, что вызывает уменьшение угла ср, в пределах которого муфта работает как упругая. Но это мало отражается на величине М п, так как в любом положении подшипника 3 относительно профи­ ля кулачка усилие Р2, а следовательно, и упругий момент

остаются постоянными по величине.

Таким образом, зависи­ мость крутящего момента от величины б,- при подста­ новке равенства (248) в ра­ венство (245) имеет вид

подшипниками 5 и усилие, сжимающее фрикционные диски, в этом случае равно нулю.

Суммарные усилия пружин 10 и 13 определяются следую­ щим образом. Задавшись минимально возможным значением коэффициента трения для выбранных материалов дисков fp,

Т— 2М п

1,2 ~ tg а р ’

Зависимость Мп от величины fx для муфты со стабильными характеристиками такая же, как и для упруго-предохрани­ тельной муфты с двумя рядами шариков.

Для описанной муфты, с параметрами, принятыми выше для муфты с двумя рядами шариков, но при Тп2 = 560 кГ и оср = 45° коэффициент точности ут. подсчитанный по фор­ муле (246), равен 1,007. Максимальный коэффициент точ­ ности рт, найденный по формуле (247), равен 1,011.

152

На рис. 60 показаны зависимости М от угла ф закручи­ вания для муфты со стабильными характеристиками (ло­ маная линия 1) и для муфты с двумя рядами шариков (ло­ маная линия 2). Зависимости Мд = Ф (ср) построены в со­ ответствии с параметрами, приведенными выше, при Д =0,1. Принято, что в упругом режиме муфты работают в диапа­

происходит буксование муфт с постоянным крутящим мо­ ментом Мп.

ц и л и н д р и ч е с к а я м у ф т а с г и б к о й л е н т о й

И НЕЛИНЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Конструктивная схема упруго-предохранительной муф­ ты (конструкции М. К. Афанасьева) представлена на рис. 61.

В рассматриваемой муфте на ступице барабана 1, который

упорами 3 и 10 расположены предварительно сжатые пру­ жины 11. На двух пальцах 21, жестко соединенных с диском 15, установлены рычаги 5, а на диске 14 закреплены цилин­ дрические упоры 4, ограничивающие вращение рычагов 5. На валу 19 жестко посажен поводок 18 с двумя пальцами 20 и четырьмя шаровыми опорами 2 пружин 12. Вторыми опо­

ционной обкладкой 7. К барабану 1 муфты прикреплен Щиток 17, предохраняющий механизмы муфты от за­ грязнения (на сечении Б —Б он не показан).

Муфта работает следующим образом. Под действием пружин 11 диски 14 и 15 стремятся повернуться в проти-

Рис. 61. Конструктивная схема упруго-предохранительной муф­ ты с нелинейной характеристикой.

154

передать ему движение в том же направлении. В этом слу­ чае происходит ослабление действия пружин 11 на ленту 6, и муфта работает как предохранительная муфта повышенной точности ограничения нагрузки, но с другими характеристи­ ками и не обладает упругими свойствами. Величину предель­ ного момента, передаваемого муфтой против часовой стрел­ ки, можно регулировать, ввинчивая или вывинчивая опо­ ры 2. Необходимую величину зазоров s можно установить, перемещая пальцы 21 рычагов 5 в пазах диска 15.

Выясним зависимость упругого момента от угла закру­ чивания муфты (угла поворота поводка 18 относительно ди­ ска 15). Упругий момент, без учета сил трения в опорах пру­ жин 12 при повороте поводка на угол ф (рис. 62)

ветствуют номерам позиций на рис. 61), из треугольника onk находим плечо

156

|Лзй2 + N o2 —2No ■ ok • cos (фх—ф)

Обозначая ok — Rt] No = N'o = r; Nk = L0 и решая' со­ вместно равенства (254), (250) и (249), а также (253), (252), (251) и (249), после преобразований получаем зависимость упругого момента М у от угла закручивания ф:

муфты рассмотрим равновесие отдельных еедеталей под дей­ ствием крутящего момента, приложенного к поводку и на­ правленного против часовой стрелки, при s = 0.

Из условия равновесия сил, возникающих при взаимо­ действии ленты 6 с фрикционной обкладкой 7 (рис. 64, а,

157

номера позиций на рис. 64 соответствуют номерам позиций, которые были приняты на рис. 61) получаем

м п = « г -< 2 |)я ,

где R — радиус поверхности трения обкладки 7.

Рис. 64. Схемы сил, действующих на элементы упруго-предохранитель­ ной муфты с нелинейной характеристикой:

а — на гибкую ленту; б — на диск; в — на рычаг; г — на поводок-

158

где 7 П1 — суммарное усилие пружин 11; S0 — усилие, воз­ никающее под действием рычага 5.

Из уравнения моментов всех сил, действующих на на­

где S j — усилие, возникающее в результате взаимодействия пальца 4 с рычагом 5 при s = 0.

Из уравнения равновесия поводка 18 (рис. 64, г) получаем

Определяя Qt из выражения (256) и подставляя его в уравне­ ние (257), находим

С учетом принятых обозначений после преобразования вы­ ражения (261) получим зависимость передаваемого муфтой момента от величины fx:

При s 4= 0 выражение (257) запишется следующим образом:

159